автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности работы МТА на базе энергонасыщенного гусеничного трактора класса 30кН с ДПМ путем применения упругой связи в механизме навески

о -V!

Волгоградский сельскохозяйственный институт

На правах рукописи ГРИГОРЬЯНЦ Роберт Аветисович

УДК 631.3.06

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ МТА НА БАЗЕ ЭНЕРГОНАСЫЩЕННОГО ГУСЕНИЧНОГО ТРАКТОРА КЛАССА 30 кН С ДПМ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ УПРУГОЙ СВЯЗИ В МЕХАНИЗМЕ НАВЕСКИ

Спещ&льность 05.20.03 — эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 1992

Работа выполнена на кафедре «Тракторы, автомобили и теплотехника» Волгоградского сельскохозяйственного института.

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Н. Г. Кузнецов; кандидат технических наук, доцент В. Г. Кривое.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Л. В. Григоренко; кандидат технических наук, доцент В. С. Душко.

Ведущее предприятие — ГСКБ Волгоградского тракторного завода.

Защита диссертации состоится « 30 » Я^_ 1992 г.

о_7с? часов на заседании специализированногоСовета К 120.56.02

в Волгоградском сельскохозяйственном институте по адресу: 400041, г. Волгоград, ул. Институтская, 8, СХИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского сельскохозяйственного института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, профессор В. И. Ф е д я к и н

• ^ "-л^ЩАЯ ХАРАК;ВРИС!Ш РАБОТЫ

.Актуальность работы. Повкшение эффективности использования иалшнно-тракторного парка требует улучшения эксплуатационных ззойств машин и оптимизации параметров и режимов работы машинно-гракторкых агрегатов (МТА) с учетом условий их использования.

В сгязи с этим на кафедре "Тракторы, автомобили и тепло-' техника" Волгоградского СХИ ведутся работы по комплексной теме: 'Поиск, разработка, обоснование, создание и исследование опыт-¡ог'о образца энергонасыщенного гусеничного :фактора ВгТЗ с двн-•ателэм постоянной мощности (Д1Ш7 £ ГР 01.67.0025533.

Укз доказана высокая эффективность МТА с энергетическим;! становками постоянной мо^носта. Однако негативном фактором при х использовании являются высокие силовая нагрукенность и коле-ания частоты вращения коленчатого вала.

Существенны.-.! фактором т псггнии данной проблемы является становка в сочленения МТА упругих элементов с характеристиками, беспечивающимн сникенио наиболее опасной первой низкочастотной оставляющей энергетического спектра тягоеого сопротивления. ■цти из эффективных способов яглпется их внедрение в механизм 1вески трактора, при этом необходим такой вариант, когда име-;сь бы возмоглость изменять жесткость упругих элементов, а их ¡формация имела бы малые перемещения в широком диапазоне изменил тягового сопротивления. Так;,м требованиям удовлетворяют (евмогидравлические упругие элементы.

Цель и задачи исследования. Целью работы является повкпе-е эффективности работы МТА с гусеничным сельскохозяйственным актором ДТ-175С с двигателем постоянной мощности за счет применил упругой связи в уеханизмо кавески, направленное на сни-ние ¿ичамичесгсой составляющей тягового усилия, улучшение пливной эконс ичности и прсизт;ог.-:тельности, а так:-е уелогий икцнонир^вания онергегическ(й установки.

В сосгвстствии с целью исследований предусмотрено 'решение задач:

- сояцание : лтематической модели и на ее основе разработка ютрукцяч механизма иавесхи с пневмогидравлическн - упругим

элементом, обеспечивающим изменение его несткостк е цолзззх условиях и снижение тягового усилия на крюке трактора;

- разработка математической модели, описывающей закон формирования среднего тягового усилия на тгрюке трактора и обосновывающей оптимальную жесткость пневмогидравлического элемента в механизме навески.;

- установление закономерностей изменения выходных параметров ДПМ с различными механизмами наЕески в зависимости от Енеш-них воздействий в услсзиях эксплуатации;

- проведение сравнительных испытаний МТА с опытной и серийной навесками в полевых условиях для изучения законов формирования нагруженности тракторов;

- экономическое обоснование целесообразности установки пневмогидравлического упругого элемента в механизме навески трактора ДТ-175С с ДПМ.

Объект исследований. В качестве объектов исследований взята пахотный (ДТ-1?оС-ДПМ+Ш1П-г-35), культиваторный (ДТ-175С-ДПМ+ +2КПСх4) и посевной (ДТ-175С-ДШ.1+ЗСЗ-3,6), оборудованные учетным образцом механизма навески с пневмогидравлическим упругим элементом и специальной аппаратурой для проведения экспериментов.

Научная новизна. Разработана математическая модель функционирования пневмогидравлической чавесной системы, позволяющая оптимизировать ее конструктивные элемента для получения келаемой характеристики, обеспечивающей гашение первой низкочастотной' составляющей спектральной плотности тягового сопротивления. Получены расчетные формулы критерия выбора жесткости пневмогидравлического упругого элемента с учетом упругих связей реально го МТА в зависимости от вида сельскохозяйствь .шых работ. Обоснована экономическая и техническая целесообразность использования на тракторах с ДПМ навески с пневмогидраЕлическим упругим элементом.

Практическая ценность. Создана пневмогидравлическоя навеска для трактора ДТ-175С с ДП11 (положительные решения № 493579^/15(027414) от 01.04.91 и I? 4927050/15(031645) от 16.04.91. Разработаны рекомендации по рациональному ее использованию с различными сельскохозяЙствен>мш малинами, позволяющие получить выигрыш по произв-дительности и топливной экономичности ка 6-Ш по сравнению с серийной навеской.

Внедрение. Результаты исследований трактора ДГ-175С с ДПЧ и навеской с пневмогидравлическим упругим элементом приняты и реализуются на Волгоградском тракторном заводе. Опытные образцы навески созданы и работают в совхозе "Райгородский" Волгоградской области, что подтверждается соответствующими актами.

Апробация работы. Результаты работы долокены на научно-технических конференциях ВСХИ (Волгоград, I987-I94I), Агропроме (Волге 1968-1990), ВгТЗ (Волгоград, I967-I99I). Диссертация до.'-обсуждена и одобрена на объединенном заседании кафедр "Тракторы, автомобили и теплотехника" и "Эксплуатация ■лашинно-тракторного парка", ВСХИ (Волгоград, 1992).

Публикации. Основные положения диссертации "»публикованы в тяти печатных работах.

Объем работы. Диссертация сост:.йт из введения, четырех »лав, общих выводов, указателей литературы и приложения. Работа ¡злокена на 138 страницах машинописного текста, содержит 37 ри-:унков и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ PAEüTU

Во введении показана актуальность, новизна, практическая начимость выполненной работы, сформулированы положения, рыпо-имые на защиту.

В первой главе "Состояние воароса и постановка задач ис-ледования" содергчтсп обосног1 чие актуальности темы диссерта-ии, краткий анализ работ, выполненных другими авторам по со-даншо и применения упругих слсмен.'оз в механизмах машинно-ракторных агрегатов. На основан":*, обзора литературы сфорцули-эЕаны цель и задачи исследоваки'. <!а защиту по специальности 5.20.03 вшосг-ся сведущие осн«?чае-научные положения:

- >\гтекатичес<сие модели оптимизации конструктивна и экс-туатацнон.чнх характеристик нанескл трактора с пнесмогчдравли-гским упругим элементом;

- ;.:ехзнизм навески трактора с пневмогидрлодическим упругим гементом, обес^ечиЕаягрШ гааение первой низкочастотной состаз-:ю:цей спектральной плотности тяговгго сопротивления;

- закономерности изменения выходных параметров I-íTA с ДПМ различнь'гш механизмам» навески в эксплуатационь'.'-с; условиях.

Вторая глава "Теоретические исследования" посвящена разработке математических 'оделей функционирования и обоснования горизонтальной жесткости навески с пневмогидравлическим упругим элементом.

При работе трактора I (рисЛ) с навесным орудием 12 колебания нагрузки на крюке через верхнюю ТО и нижнюю II тяги, гаситель колебаний, в котором через общее звено 8, верхнюю 6 и нижнюю 7 оси передаются на кривошипы 2 и 3, обеспечивая их поворот вокруг шарнирных опор 4 и 5 на одинаковый угол. При этом кривошипы 3, шарнирно связанные с нижней осью 7 и штоком гидроцилиндра 9, двигают его, изменяя объем жидкостной полости, следовательно, и давление газа в пневмогидроаккумуляторе 13. Дагление в газовом отсеке обеспечивает попеременно накопление энергии и ее расходование, сохраняя равновесие мекду тяговым усилием на крюке трактора и приведенным усилием навески от сжатого газа.

Гидроцилиндр подъема 14 шарнирно связан с рычагом 15, обеспечивающим подъем орудия через тяги 16 и 17. В рабочем положении навески он распределителем устанавливается в плавающее положение.

При использовании данной конструкции навески трактора важнейшими параметрами являются деформация и жесткость упругих элементов.

Кинематические соотношения определяются решением соответствующих косоугольных треугольников (рис.2). Горизонтальное перемещение сельхозмашины относительно трактора равно:

¿г=Етос+-/аг-Р - л/? к(I)"

где ~ минимальное расстояние мекду сельхозмашиной :[ трактиром при отсутс!вии тяговой нагрузки; - перемещение сельхозмашины относительно трактора при действии тяговой нагрузки.

Углы косоугольных треугольников определяются выражениями:

уз --агейп^зспос], (2)

оС^Г-^, (3)

. Рис Л. Схема навески трак/орг с пнешогидравлическлм упругим элементе:,;.

6 ,2

ß^fägßffi. ■ ■ . «>

В зтих уравнениях расстояния CL.fi- и R определены конструкцией механизма навески и неизменны. Длина ке ВС переменна (рис.2) и ее''модно разбить на две составляющие: постоянную €1 и переменную .соответствующую ходу поршня гидроцилиндра. Таким образом, изменение кинематических,параметров определяется ходом штока гидроцилиндра, который зависит от равновесия сил как со стороны действия ппевмогидроаккумулятора, так и на-грутшшя от тягового усилия трактора. Тогда

H~HaK~ J* Г f« Пч -

/г - stnfe+ß) ^ " CüSß '¿¿П- ß 3 DD J

где г} Гак. - давление масла в гидроцилиндрь.к з пневмоаккумуля-торз;

Рит ~ усилие, действующее вдоль штока гкдроцилнндра; J-ц - площадь, на которую действует давление масла; Йц - коэффициент чувствительности механизма навески; Ркр. - тяговое усилие трактора.

Объем масла, вытекающего из гидроциликдра, равен

где \ift. - объем газа з пиеамоаккумулкторо при начальном давлении ; Уак. ~ объем газа б аккумуляторе при

Тогда перемещение штока б гидроцилиндре мокко выразить как:

f« V.JJ, (Ш

где у с - показатель политропы.

Определив для каждого шага квантовые значения ¿/V и соответствующие ему углы О^ , уЗс ) Q¿ при нагружешти Л Р^р , находим перемещения , а затем и А по уравнению:

¿±$¿ = £¿-£¿-1. (12)

Кесткость упругого элемента в горизонтальной плоскости находим по уравнению:

СГ1~АЯр1/Л^. (13)

Анализ представленной математической модели показал, что эффективность работы механизма навески зависит от коэффициента чувствительности. Его значение не дет. ю быть 0,5. В про-

тивном случае колебания тягового у ':'лия, приходящие к упругое элементу навески, будут значительно уменылс-ны.

Снижение кесткости упругого элемента Ср при проектировании навески достигается увеличении.: площади или объема. Ун ■

При начальном дзвл-нки Рн ~ I МПа (кривел I, р;1с.З) можно получить самую большую кесткость С г ■ Причем с увеличением Рх\з она растет по параболической заяксикости (так же как и при других значениях Рн ). Однако кооФ'лщиент чувствительности только до Ркр = 15 кН больге 0,Ь, о чем свидетельствует протекание кривой V/1 • С дальн'Г-пшм ростом Ркр. Уг увеличивается болызе Ур = О.ООСббр,когда К^ = 0,5, и он.резко уменьпается, сникая чувствительность м<;:-:а!;-1..;.л навески к силовому нагруненихз.

При повышении начального давления от 1,5 до 2,5 ,\'Ла относительное изменение Ср уменьшается (рис.З).

Рассматривая удар четырехмаесовой систем о препятствие (рис.4), увеличение тягового сопротивления будем считать передается одинаково по величине чгрея все представленные упругие связи, где Ср - кесткость упругого элемента в механизме на-Еескт,, ¿"'¿Г - упругость почвы, С\-р = Су//*& - горизонтальная кесткость ралопровода от педунрй звездочки к двигателю, Су' круговая кесткость вал о про в ода, /'' - радиус явеэдсч:;и, лР-Р- Л ТЛ /2 К - прирост среднего горизонтального сопротивления на крюке трактора, из-за наличия ударных импульсов; Р-Л'с -величина импульса силы (рис.5); Л - средняя частота гкнуя-денных колебании; ;*77 сд'^, /77тр> - массы сельхоэм.-аины и трактора; -7~г1:,а = 7.4'Я ~ приведет ля масса до".-Л системы

с г.

1200 1С00 800 600

_

— ;

— -¡0^—

ПО66 м3

МОМПау

Рн=25МПа /у

-2,0МПа

Уг *ю?„

10 20 30 40 РКР/ кН

Рис.3. Влияние начального давления газа Рн на изменение горизонтальной жесткости навески.

>]>ТПтр.

С«

лЛА-

тп ъ8.

С*

АЛг

Сг

тптр. ДД—

ГПсх.

лР

Рис.4. Схема подрессоренных масс МТА. 1кр

ПШ

ДТ

р

ПШПШШШ

Г= г:г/Л

ПШ

и

дР

Врц

Рис.5. Воздействие усилия Р на упруги?1 элемент.

фактора к звездочке; ЗдВ.П. - приведенный момент инерции хо-10В0Й системы к звездочке; коэффициент /чета вращающихся

¡асс (рис.4).

При наличии ударных импульсов, замедление наезда на пре-ятствие составит:

0=АР(гк,

'1 . /

^ГЛгр'^су + /Г!77гр+ГЯз8/>' (14> В этом"случае деформация упдугкх элементов составит:

время равноускоренного замедления - ^¡.¿гата -

t ^'¡/¿(т^ '77 ^/(ш ^77777^7777' '.ТТщ) (16)

Максимальное снижение скор-"?:/ ... ударений равно:

/ • • / / ' / х / /

г_ о/_ /1 В{±. + _\ /¿-I 7г * 77 ¿'/ Р/

-и '\fflct *Л1р Лк<-.%к +_,-1--

(17)

Тогда устранение динамически составляющих при клавном езде на препятствие КТА Судет при •■•лловии:

Г ~ ~

7 -а -/о , 1. ' у7—,_с

_

'/7?с/ /Дг '//7; ■ 77; $ /; (16)

и снине-тле скорости П.ТА составив:

(19)

0 Я -7Л ■'ПА

^мт/Г иасса

Строгость того или иного рассуадсния мояст 5ить оценена шчественно степенью достоверности отсутствия ояибки. Ч-.:стая рсматика, доказывающая какой-то вывод, теорс.у путем приметя рядп логических переходов, признает их безошибочность шко в та;- елучю, -ели :<ахдое из чепользуемк: • '.»• *хемчЯ шется абпглятно истинным.

Прикладная математика могхт получить и практически получает полезные и достаточно точные результаты при грубых с точки зрения чистой математики допущениях и переходах, степень достоверности которых значительно меньше единицы. Впрочем, степень достоверности какого-либо суждения,- в истинности которого возникают сомнения, может быть оценена с помощью экспертных, оценок: Исходя из этих соображений и'принимались предыдущие и по-' следующие допущения.-С'учетом этого средняя частота е :нундешгых колебаний определится решением уравнения 18 относительно Л при' равенстве нулю-выражения в квагратних скобках г__(20)

л т„гА < . ' .. .._ИЗ 7

' ПСг* С Г ТПгЛтГ* Т77са тпгр * ТПъЧШк* г/Пгр] и ее для трех подпрукипных масс можно представить:

Лсх +Агр * Яг

я=

(21)

з

где Л. с х,Дг/>. ,ЛсГ -частоты, при которых происходит максимальное снижение спектральных плотностей Р/чр при наличии упугостей соответственно в механизме навески, водопроводе от звездочки к двигателю и звене, описывающем буксование трактора.

Соотношения (22, 23, 24) между частотами собственных и вынужденных колебаний указанных звеньев приняты на основании теоретических исследований профессора Кузнецова Н.Г.:

■]) -У^1 771м га___1 / Ci7~ '

Vrp 2.-ПГ тс)е+тг/>.1-/7?$£ Л ГР -///W ,/7!Г/, s/Thif7 W )

№. VbiTA A

ГПгр^/Л,, 'ЛЬ i 4)

Окончательно получи :

Jjct __ 'ГПгг +П7СХ +/7?з/> Л а

- met ' ' (25)

У/у ,~Пг* + 771с> A TP

(-7)

У/ -тгр+ГГ?сх тГПзб ЛР ф* _ 17?гг ^ 7Псу. J а Ж - fnex "At*.

Так как кесткость пневмогидравлического упругого:элемента переменна с изменением тягового согфотизленет;, то-гааетае. первой низкочастотной составляющей будет." при'условии'

Частота собственных колебаний ус% определяется выражением

В таблице I представлены результаты расчетов для одной, учитывающей только С г (первая строка в каждом-ЫТА),. и трех псдпрушнешгах масс по п-щеоппсанной методике (вторая строка для цилиндрических пружин, третья - с пневмогндразлкческнм упругим элементом).

При установке упругих элементов в- навеске трактора расчетная величина"низкочастотной составляющей соответствует частоте вынужденных колебании сельхозмашины и ее значения при

учете всех упрутостей сникаатся по сравнения с кестким сочленением звеньев МТА при использовании цилиндрических прутан с 13,2 до 2,67 С-" на пахоте, с 15,7 до 3,43-С-'" на. культивации, с 18,2 до 4,31 С"* на севе. Для пахгты эксперимент выявил первуа и самую опасную с точки зрения работы МТА н; ! э к о час т о т нуп составляющую Лл в 3,0 С-*, культивации 3,5 С-", севе 4,0 Как видим, здесь получено хорошее совпадение теоретически и экспериментальных данных.

Установка цилиндрических прукин не позволила иметь жесткость прукин Сг< 730 кН./м из-за появления резонансных явлений (первые две строчки в каждом МТА табл.1). При использован;« пневмогпдравл!гческой навески (третья строка) уменьшение Сг до 175 кН/м не вызывало ухудшения работы '.¡ТА из-за. хороших ее демпфирующих свойств. С учетом гашения низкочастотной составляющей, которую необходимо гасить, желательная характеристика г.есткости механизма навески представлена на рисунке 3 кривой 5. Ее можно получить кoнcтpvктиБными изменениями параметров пнег :оаккумуля-тора (~\7ц ), гидроцилиндра (') ц кинематических соотношений механизма навески. В этом случае опытная навеска сама автомати-

Сп Сг,.

(28)

где

(29)

(.22).

Посевной

сл

о ^

о

¡2

43

1С

•с.

о

^ ¿5.

сп сп

.О О I

о о

<о <о

Ы 1—1

ы -о -о

СдЗ со сл о о

и <х ль со го

сл

го сс лз со

сп

о сл

о

Культива-торный

СО

о о сс

СЛ

к

со

ГС

о (X

1С 1С

С- сл

«3 1В

1—1 ы Г ^

Л} О <2

о со со

ООО

(—I со сл с

со

сл

ы -О СП

о о и го

со

О!

Пахотный

сл £

К

43 ГО

о

со со

О О I

о о

»-ч Ы

сл со о

«3

о

сп

ст. о о

ГО СО СП То

1С . СП

а: со

?о со

СЕ СО

со

МТА

Го Гк

ч

> ^ Со £

£

I г\

Ьс

СлЗ X а> с о х

г»

>5

•51

а

X гэ

» ь

03 я

03

о •а

я

в о

Й

►3 я

ю 2

и 2

►э Я

о

г:

Ю у

а ►а

о ь

о г о х ч о г

ю о.

чески будет приспосаблигаться к изменения тягового сопротивления при переходе от одного вида работ к другому и не потребуется изменять начальное давление в пневмоаккумуляторе. При создании ке опытной навески использовались серийно выпускаемые агрегаты, поэтому ее параметры несколько отличаются от оптимальных и при выполнении разл'.гчных видов работ приходилось изменять начальное давление в пневмоаккумуляторе ^ля достижения больпего эффекта.

Наилучшие результаты для пахотного, культиваторшго и посевного агрегатов получены при меньшей горизонтальной жесткости, чем с цилиндрическими прукинами (соответственно 530, 200, 175 кН/м, против рекомендуемых 600 и 730 кН/м). Зто можно объяснить, во-первых, меньшим коэффициентом чувствительности у пнев-могидравлической навескн Кч = 0,5-0,8 (с цилиндрическими прусиками Кч = I), а, во-вторых, хорошими демпфирующими свойствам;! навески. Зто позволило гасить гораздо меньшие частоты вынуэден- -ных колебаний, которые составили на пахотег культивации и севе соответственно 1,99 1,94 1,41 С-'1, что меньзе экспериментальных значений, равных 3,0, 3,5, 4,0 (табл.1) и является положительным фактором, так как гашение динамически составляющих упругим элементом эффективно производится для тех частот, которые отвечают неравенству Л с х .

В третьей главе "Методика проведения экспериментальных исследований" изложены методики экспериментальных исследований и обработки опытных данных.

Экспериментальные исследования трактора проводились на полях учебного хозяйства 'Торная Поляна" Волгоградского СХИ на типичных светло-каштановых тякелосуглннистых почвах.

Основные .голевые исследования проводились на пахоте скоростным полунавесным плугом ПЛП-6-35, культивации культиватором КПС-4, севе сеялкой С3-3,6.

Комплекс измерительной аппаратуры, смонтированной на тракторе, позволил регистрировать при тяговых испытаниях следующие параметры: силовые - момент сопротивления двигателя, тяговое усилие на крюке трактора; кинематические - частоту вращения коленчатого вала и ведущих звездочек, путь и скорость движения трактора; перемещение орудия, давление масла в навеске и расход топлива за время опыта.

Полученные осциллографии обрабатывались методами спектрального анализа с использованием стандартных программ на ЭВМ

"a¿-i600".

Экспериментальные данные являлись базой для комплексной оценки динамической нагрукенности и эксплуатационных качеств МТА с ДПМ и различными механизмами навески.

В четвертой главе "Результаты экспериментальных исследований" представлены опытные данные, полученные в процессе испытаний объектов и их оценки.

Экспериментальные исследования подтвердили теоретические положения. Для обеспечения эффективной работы необходимо ограничивать коэффициент чувствительности механизма навески Ку^0,5 С ростом тяговой нагрузки для обеспечения этого условия начальное давление должно быть повышено: на первой передаче Рн = = 2,5 КПа; второй -Рн = 2,0 ЫПа; третьей - Рн = 1,5 МПа.

Анализ опытных данных показывает, что применение пневмо гидравлической навесной системы обеспечивает снижение тяговых усилий на крюке при одинаковой глубине пахоты (табл.2). Уменьшение Р*р составляет от 7 до 13%. Причем, с ростом тягоеой нагрузки эффект от использования опытной навески растет. Это хорошо просматривается на изменении стандарта тягового усилия G'р*р. Так, при глубине пахоты 0,27-0,29/V <3'/>л,рснижается в 2,58 раза, а при 0,22-0,23 м - в 1,66 раза.

Следует заметить, что при одних и тех ке тяговых усилиях, буксование, скорость, смещение центра давления и тяговая мощность изменяются по таким ке законам, как и с серийной навеской А так как использование эластичной наЕески 'уменьшает среднее значение, то эти параметры улучшаются.

Спектральные плотности тяговых сопротивлений различных UTA ■ (пахотного, культиваторного, посевного) при использовании серий ной навески имеют пять ярко выражен:--',гх частот, на которых наблю дается всплеск -S/>ki> (рис.6) в диапазоне от 0 до 35 С" , что подтверадает ранее установленные закономерности.

Первая составляющая лежит в пределах 3-4 С" и формируется при взаимодействии рабочих органов с обрабатываемым материалом, макрорельефом поля.

Вторая и третья составляющие, соответственно равные 8-10 и 14-15 (Г1, вызваны продольно-угловыми колебаниями

Таблица 2

Тягово-дттм^ческкз показатели пахотного МТА с серийно.'! п опытной навесками

Глубина пахоты, . м Тяговое усилие, кН кН Тяговая мощность, кВт Смещение давления. центра

Сер. Оп. Сор Оп. Сер. Оп. Сер. С/г.

0,27-0,25* 50 44,1 6,7 2,5 93,1 95,1 15,8 21,3

0,24-0,26х 42,1 37,0 5,6 2,1 97,9 95,1 20,3 27,1

0,26-0,27 34,1 30,1 4,3 1,7 96,4 93,6 26,8 31,1

0,25-0,26 33,0 29,2 4,1 1,7 95,6 93,2 29,0 34,0

0,23-0,24 29, Ь 26,5 3,6 1,6 94,9 93,1 32,1 39,а

0,22-0,23 26,0 24,1 3,0 1,6 92,5 92,2 35,0 40,5

Прдашчанпз: к - плуг ГШП-6-35 (б корпусов), остальные данные с 5 корпусами.

подЕески трактора.

Четвертая составляющая, равная 19 С-*, вызвана вертикальными колебания/«! подвески трактора.

Пятая составляющая проявляется в частотах 27-33 и обусловлена работой ходовой системы при переезде опорными катками движителя неровностей почвы.

Опытная навеска трактора позволяет снизить £'Ряр на первой и второй составляющей в 4 и более раза (рис.б), а на третьей, четвертой и пятой практически ее ликвидировать. Этим объясняется и значительное .уменьшение среднеквадратического отклонения тягового сопротивления (эРпр■ (табл.2).

• Являясь входным сигналом, уменьшение СВркр тягового сопротивления вызывает снижение стандартов момента сопротивления и частоты враще :ия коленчатого вала ДПМ (табл.3).

Анализ таблицы 3 показывает, что установка упругих элементов в механизме навески снижает тяговое сопротивление на 8-13$, а его стандарт на пахоте в 2,65 раза, культивации - в 2,08 раза севе - в 1,92 раза.

Благодаря этому улучшается работа ДПМ. Стандарт момента сопротивления максимально снизился на пахоте в 2,39 раза, а минимально - ка севе в 1,52 раза. Аналогичная картина наблюдается и с колебаниями вала ДПМ. На пахоте снижаются в 2,0 раза

на севе - в 1,25 раза.

При этом уменьшается также и буксование О трактора. И опять же максимально на пахоте - на 20%, минимально на севе -на 102.

Что касается часового расхода топлива , то он опре-

деляется диапазоном работы ДПМ, а так как последний довольно широк от 1400 мин-* до 2100 мин-*, то и £гг колебался от -9,2 до 31,4 кг/ч.

Рабочая скорость однозначно возрастает для пахотного агрегата на 15%, культиваторного - на 7% и посевного - на 4%.

Указанные выше факторы приводят к улучшению погектарного расхода топлива Ога на 6-20%. и погектарной производительности \/2а на 4-15% в зависимости от вида работ.

Посевной

Оп. Сер.

1-1 Г\3

1С О

О

1-1 ГО СО СЛ

<3 ее <х аз с; о"

>-< го ее а

-а а> со ся

кн го

сп о

ГО Го

о го

со со О И

л- ^

1С, 1-1

о ее о со

Культива-

ТОрНЬЙ

0/1. Сер.

»-и ГО

.£. >—I

«с «о

*—< <о

со <г

СС <7

ся о го ся

го со 1—( ст.

ст> сп

сл «с -о с

го сп

го го го

со го

1—1 «о

ся

го го Л. О!

л а

<2

го г\з о

Пахотный

О/?. Сер.

со со

|-н СЯ #-• ГО

1-1 л.

СЯ

С

I—(

О о

го сп 1С о

>—< ся

'X! -О СЛ ь-1

го ся Ц1 о

со л.

Ц1 О!

го со 10 о

О!

ль. 42

Тс <о

со го

ст го

«с -а сп ос

!>ГЕЛ

Навеска

Л Сь

^ §

^ ¿Г

о хз в> а X

и

0 ы ¡г

1

3 о я а о о ►з о

и о ь

д ж

ш

а х в х к и

о

(3

о о

ОЕЩИЕ ЕЫВОДЫ

1. Разработана мзтематическая модель г.не б но гидра п л иче cito 'А навесной системы, позволяииая оптимизировать ее конструктивные параметры при малы?: горизонтальных персмеоэикях орудия относительно трактора, не превышающих 40 мы.

2. Получена математическая модель выбора"оптимальной жесткости упругого элемента, гасящего наиболее опасные низкочастотные составляющие (3-4 ) спектральной плотности тягового сопротивления. Оптимальная несткость составила на пахота

530 кН/м, культивации - 200 кН/ы, сеЕв - 175 кН/м.

3. ПненмогидраЕлическая навесная система Спологаггельныа решения JP 4935790/15(027414) от 0X.04.SI и » 4927050/15(031645) от 16,04.91) обеспечила снижение среднего значения тягового со- . противления на 6-13% в зависимости от вида работ. Наибольший зф$9кт получен на пахотных работах.

4. Применение опытной навески повысило погектарную производительность LIA на --10%. уменьшило погектарный расход-топли-зе на 4-20^ по сравнен;® с серийной.

5. При выполнении одинаковы;: работ буксование трактора с тытноП навеской меньсз на Ю-28>5. Tas, на пахоте оно снизилось : 4,5$ до 3.55S.

6. Выявлена закономерность предварительного давления а •невмогидроаккумуляторе от тяговой нагрузки. С ее росток даал&-иэ должно также быть повышено и в зависимости от передачи со-тавлять: на nepñoñ - 2,5 МПа, второй - 2,0 МПа, третьей -

,5 МПа.

7. Среднеквадратическ"э отклонения тягового усилия МТА с пругоЛ связью в механизме навески снизились в 1,92-2,65 pasa

зависимости от вида работ. Так, ка пахоте они уменьшились с ,5 до 1,7 кН.

tí. Использование упругой связи а виде пне в ?.ю гкдроаккумуля->ра позволило значительно улучшить условия работы двигателя )стоящий мощности. СреднекЕадратические отклонения кокекта противления и частоты вращения коленчатого вала уменьшились

соответственно в 1,53-2,40 раза и в 1,3-2,0 раза в зависимости от вира работ. Наибольшее снижение получено на пахоте. Уменьшились стандарта момента сопротивления двигателя с 69,5 Н-м до 29,1 Н-ы, а частоты вращения с 5,0 С до 2,5 СГ*.

9. Подтвержденный годовой экономический эффект на один трактор составил 850 рублей (в ценах 1991 года).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛЖОВАНЫ В (ЖДУЩИХ РАБОТАХ:

1. Кузнецов Н.Г., Кривов В.Г., Григорьянц P.A. и др. Поиск, разработка, обоснование, создание и исследование опытного образца энергонасыщенного трактора ВГГЗ с двигателем постоянной мощности. Часть I: Отчет о НИР / Волгоградский с.-х. ин-т.

* ГР 01.67.0025533. Him. » 02.87.0087618. Волгоград, 1987 . 91 с.

2. Кузнецов Н.Г., Кривов B.F., Григорьянц P.A. и др. Поиск, разработка, обоснование, создание и исследование опытного образца энергонасыщенного трактора ВГГЗ с двигателем постоянной мощности. Часть П: Отчет о НИР / Волгоградский с.-х. ин-т.

К ГР 01.67.0025533. Иив. № 02.89.0008570. Волгоград, I9b8. 51 с.

3. Кузнецов Н.Г., Еидков Г.И., Григорьянц P.A., Каледин В.Б. Критерий выбора жесткости горизонтальных упругих элементов навески трактора // Совершенствование инженерно-технического обеспечения хозяйств / Волгоградский с.-х. ин-т. Волгоград, 1990.

С.40-47.

4. Кузнецов Н.Г., Григорьянц P.A., Кривов В.Г. и др. Положительное решение Госкомизобретений СССР по заявке

№ 4935790/15(027414) от 01.04.91. Навеска трактора.

5. Кузнецов Н.Г., Григорьянц P.A., Нутов А.Г. Положительное решение Госкомизобретений СССР по заявке # 4927050/15(031645) от 16.04.91.